光擴(kuò)散膜和光擴(kuò)散膜的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光擴(kuò)散膜和光擴(kuò)散膜的制造方法。
[0002] 特別涉及包含單一層的光擴(kuò)散膜和光擴(kuò)散膜的制造方法，所述單一層中，通過(guò)調(diào) 節(jié)多個(gè)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域中的柱狀物傾斜角的組合，可以提高光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度 均勻性，或有效擴(kuò)大光擴(kuò)散角度區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0003] 以往，例如在液晶顯示裝置等所屬的光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，有人提出了對(duì)于來(lái)自特定 方向的入射光使其向特定的方向擴(kuò)散，對(duì)于來(lái)自除此以外的方向的入射光則可以使其直接 直線前進(jìn)透過(guò)的光擴(kuò)散膜的應(yīng)用。
[0004] 這樣的光擴(kuò)散膜已知有各種形式，特別是在膜內(nèi)具有將折射率不同的多個(gè)板狀區(qū) 域沿著膜面的任意一個(gè)方向交互配置而成的百葉結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜得到廣泛應(yīng)用（例如專 利文獻(xiàn)1)。
[0005] S卩，專利文獻(xiàn)1中公開了光控制板（光擴(kuò)散膜）的制造方法，其特征在于，包含以 下工序：第1工序，其中，將包含多種各自的折射率有差異的、分子內(nèi)具有1個(gè)以上的聚合性 碳-碳雙鍵的化合物的樹脂組合物保持為膜狀，由特定方向照射紫外線，使該組合物固化； 第2工序，其中，在得到的固化物上將樹脂組合物保持為膜狀，由與第1工序不同的方向照 射紫外線而使其固化；還可根據(jù)需要將第2工序反復(fù)進(jìn)行。
[0006] 作為另一類型的光擴(kuò)散膜，膜內(nèi)具有折射率相對(duì)高的多個(gè)柱狀物林立于折射率相 對(duì)低的區(qū)域中而成的柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜得到廣泛應(yīng)用（例如專利文獻(xiàn)2-3)。
[0007] S卩，專利文獻(xiàn)2中公開了光控制膜（光擴(kuò)散膜）的制造裝置，該制造裝置是與光固 化性樹脂組合物膜隔離對(duì)置的方式配置線狀光源，使光固化性樹脂組合物膜和線狀光源的 至少一方移動(dòng)，同時(shí)由線狀光源照射光，使光固化性樹脂組合物膜固化，形成光控制膜（光 擴(kuò)散膜），該制造裝置的特征在于：線狀光源的軸向與移動(dòng)方向交叉，互相對(duì)置的多片薄板 狀遮光構(gòu)件在光固化性樹脂組合物膜和線狀光源之間、沿著與移動(dòng)方向大致垂直的方向以 規(guī)定間隔設(shè)置，且遮光構(gòu)件的與光固化性樹脂組合物膜相反的一邊分別設(shè)置為與移動(dòng)方向 為同方向。
[0008] 專利文獻(xiàn)3中公開了各向異性擴(kuò)散介質(zhì)（光擴(kuò)散膜）的制造方法，該各向異性擴(kuò) 散介質(zhì)（光擴(kuò)散膜）的制造方法是將含有光固化性化合物的組合物設(shè)計(jì)為片材狀，由規(guī)定 方向P對(duì)該片材照射平行光線，使組合物固化，在片材的內(nèi)部形成與方向P平行地延伸的多 個(gè)棒狀固化區(qū)域的集合體，該制造方法的特征在于：在線狀光源和片材之間，隔著沿方向P 平行配置的筒狀物的集合，透過(guò)該筒狀物進(jìn)行光照射。
[0009] 進(jìn)一步提出了在膜內(nèi)同時(shí)具有上述的百葉結(jié)構(gòu)和柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜（例如專利 文獻(xiàn)4)。
[0010] 即，專利文獻(xiàn)4公開了光擴(kuò)散膜，該光擴(kuò)散膜具有用于使入射光各向異性擴(kuò)散的 第1結(jié)構(gòu)區(qū)域、和用于使入射光各向同性擴(kuò)散的第2結(jié)構(gòu)區(qū)域，該光擴(kuò)散膜的特征在于：第 1結(jié)構(gòu)區(qū)域是將折射率不同的多個(gè)板狀區(qū)域沿著膜面方向交互平行配置而成的百葉結(jié)構(gòu)區(qū) 域，第2結(jié)構(gòu)區(qū)域是使與該介質(zhì)物的折射率不同的多個(gè)柱狀物林立于介質(zhì)物中而成的柱結(jié) 構(gòu)區(qū)域。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開昭63-309902號(hào)公報(bào)（權(quán)利要求書） 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-173018號(hào)公報(bào)（權(quán)利要求書） 專利文獻(xiàn)3 :日本特開2005-292219號(hào)公報(bào)（權(quán)利要求書） 專利文獻(xiàn)4 :日本特開2012-141593號(hào)公報(bào)（權(quán)利要求書）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題 但是，發(fā)現(xiàn)由專利文獻(xiàn)1的制造方法得到的具有百葉結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜有以下問(wèn)題：在 入射光所含的成分中，對(duì)于與沿著膜面的任意一個(gè)方向延展的百葉結(jié)構(gòu)的朝向垂直相交的 成分可以充分?jǐn)U散，但是對(duì)于與百葉結(jié)構(gòu)的朝向平行的成分則難以充分?jǐn)U散。
[0013] 因此發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題，例如在作為反射型液晶顯示裝置的光控制板使用時(shí)，一片光 擴(kuò)散膜無(wú)法獲得充分的視角，因此必須將光擴(kuò)散膜多片層合。
[0014] 由于是將多個(gè)百葉結(jié)構(gòu)依次形成的層合結(jié)構(gòu)，因此雖然可以提高光擴(kuò)散角度區(qū)域 內(nèi)的擴(kuò)散光強(qiáng)度的均勻性，或有效地?cái)U(kuò)大光擴(kuò)散角度區(qū)域，但是發(fā)現(xiàn)有制造繁雜且膜厚增 厚、圖像容易產(chǎn)生模糊、容易發(fā)生層間剝離的問(wèn)題。
[0015] 該光擴(kuò)散膜的特征是通過(guò)百葉結(jié)構(gòu)形成各向異性光擴(kuò)散，但還發(fā)現(xiàn)在光擴(kuò)散入射 角度區(qū)域和非光擴(kuò)散入射角度區(qū)域之間、光擴(kuò)散情況發(fā)生急劇轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。
[0016] 而由專利文獻(xiàn)2的制造裝置或?qū)＠墨I(xiàn)3的制造方法得到的具有柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散 膜與專利文獻(xiàn)1的情形不同，雖然可以使入射光各向同性擴(kuò)散，但是膜內(nèi)的柱結(jié)構(gòu)單一，因 此有光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度不均勻、容易使得光擴(kuò)散角度區(qū)域不足的問(wèn)題。
[0017] 因此，例如在作為反射型液晶顯示裝置的光控制板使用時(shí)，仍然發(fā)現(xiàn)有一片光擴(kuò) 散膜無(wú)法獲得足夠的視角，因此必須將多片光擴(kuò)散膜層合的問(wèn)題。
[0018] 而專利文獻(xiàn)4所述的同時(shí)具有百葉結(jié)構(gòu)和柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜發(fā)現(xiàn)有在光擴(kuò)散入 射角度區(qū)域和非光擴(kuò)散入射角度區(qū)域之間、光的擴(kuò)散情況發(fā)生急劇轉(zhuǎn)換的問(wèn)題。
[0019] 因此，例如作為反射型液晶顯示裝置的光控制板使用時(shí)，在將顯示器相對(duì)于入射 光緩慢地傾斜時(shí)，發(fā)現(xiàn)有顯示的明暗轉(zhuǎn)換急劇、觀看顯示器畫面的人產(chǎn)生不舒服的感覺的 問(wèn)題。
[0020] 因此本發(fā)明的發(fā)明人等根據(jù)以上情況進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)：通過(guò)在同一膜內(nèi) 形成第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，可以提高光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散光的強(qiáng)度均勻性， 或有效擴(kuò)大光擴(kuò)散角度區(qū)域，從而完成了本發(fā)明。
[0021] S卩，本發(fā)明的目的在于提供：包含單一層的光擴(kuò)散膜及其制造方法，所述單一層 中，通過(guò)調(diào)節(jié)多個(gè)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域中的柱狀物的傾斜角的組合，可提高光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散 光的強(qiáng)度的均勻性，或有效擴(kuò)大光擴(kuò)散角度區(qū)域。
[0022] 解決課題的方案 根據(jù)本發(fā)明，提供具有單一層的光擴(kuò)散層的光擴(kuò)散膜，該單一層的光擴(kuò)散層沿著膜膜 厚方向自下方起依次具有使折射率相對(duì)高的多個(gè)柱狀物林立于折射率相對(duì)低的區(qū)域中而 成的第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，從而可解決上述問(wèn)題。
[0023] S卩，如果是本發(fā)明的光擴(kuò)散膜，則具有第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0024]因此，通過(guò)使各柱結(jié)構(gòu)區(qū)域所具有的柱狀物的傾斜角不同，可以有效擴(kuò)大光擴(kuò)散 角度區(qū)域。
[0025] 而在使各柱結(jié)構(gòu)區(qū)域所具有的柱狀物的傾斜角重復(fù)時(shí)，雖然對(duì)于光擴(kuò)散角度區(qū)域 的擴(kuò)大的貢獻(xiàn)少，但是可以將膜厚方向上柱狀物的總體長(zhǎng)度穩(wěn)定延長(zhǎng)。因此，可以使光擴(kuò)散 角度區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度的均勻性提高。
[0026] 并且本發(fā)明的光擴(kuò)散膜是在單一層中具有第1和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，因此可以根本 性地抑制層間剝離的發(fā)生。
[0027] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，優(yōu)選具有第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的上端部與第2柱結(jié)構(gòu)區(qū) 域的下端部重疊的重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0028] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以抑制各柱結(jié)構(gòu)區(qū)域之間的柱結(jié)構(gòu)未形成部分的散射光的發(fā) 生，使光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度的均勻性進(jìn)一步提高。
[0029] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，優(yōu)選重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域是分別來(lái)自第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和 第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的柱狀物中任一方的前端與來(lái)自另一方的柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的柱狀物的前端附 近接觸而成的。
[0030] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以在有限的膜膜厚內(nèi)高效地配置柱結(jié)構(gòu)，可以使光擴(kuò)散角度 區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度的均勻性提高，同時(shí)使光擴(kuò)散角度區(qū)域更有效地?cái)U(kuò)大。
[0031] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，優(yōu)選使重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的厚度為1-40ym范圍內(nèi)的 值。
[0032] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以抑制重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域 的重疊部分中散射光的發(fā)生，可以更穩(wěn)定地保持光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)擴(kuò)散光的強(qiáng)度均勻性。
[0033] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，優(yōu)選使重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的厚度相對(duì)于膜膜厚（100%) 為0.1-10%范圍內(nèi)的值。
[0034] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以將重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的 重疊情況調(diào)節(jié)為更良好的范圍，因此可以抑制各柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的重復(fù)部分中散射光的發(fā)生， 可進(jìn)一步穩(wěn)定地保持光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)的擴(kuò)散光的強(qiáng)度均勻性。
[0035] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，在重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域中，優(yōu)選使分別來(lái)自第1柱結(jié)構(gòu) 區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的柱狀物的傾斜角之差的絕對(duì)值為r以上的值。
[0036] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以更有效擴(kuò)大光擴(kuò)散角度區(qū)域。
[0037] 在構(gòu)成本發(fā)明的光擴(kuò)散膜時(shí)，優(yōu)選第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域中的柱狀物 的主成分為含有多個(gè)芳環(huán)的（甲基）丙烯酸酯聚合物，折射率相對(duì)低的區(qū)域的主成分為氨 基甲酸酯（甲基）丙烯酸酯的聚合物。
[0038] 通過(guò)這樣的構(gòu)成，可以更明確地形成第1和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0039] 本發(fā)明的又一方案是光擴(kuò)散膜的制造方法，其特征在于：該制造方法含有下述工 序（a)-(d): (a)準(zhǔn)備光擴(kuò)散膜用組合物的工序 (b)對(duì)加工片涂布光擴(kuò)散膜用組合物，形成涂層的工序 (C)對(duì)涂層進(jìn)行第1活性能量射線照射，在涂層的下方部分形成第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，同時(shí) 在涂層上方部分殘留柱結(jié)構(gòu)未形成區(qū)域的工序 (d)對(duì)涂層進(jìn)行第2活性能量射線照射，在柱結(jié)構(gòu)未形成區(qū)域形成第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的工 序 即，根據(jù)本發(fā)明的光擴(kuò)散膜的制造方法，對(duì)于由規(guī)定的光擴(kuò)散膜用組合物形成的涂層 進(jìn)行第1和第2活性能量射線照射，由此通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)各活性能量射線照射的照射角度，可 以容易地調(diào)節(jié)第1和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域中的柱狀物的傾斜角的組合。
[0040] 而且，由于在單一層中形成第1和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，因此可以根本性地抑制所得光 擴(kuò)散膜中的層間剝離的發(fā)生。
[0041] 在實(shí)施本發(fā)明的光擴(kuò)散膜的制造方法時(shí)，優(yōu)選在氧存在氣氛下實(shí)施第1活性能量 射線照射，并且在非氧氣氛下實(shí)施第2活性能量射線照射。
[0042] 通過(guò)這樣實(shí)施，可以在涂層的下方部分有效形成第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域，同時(shí)利用氧阻 聚（oxygeninhibition)的影響，可在涂層的上方部分穩(wěn)定地殘留柱結(jié)構(gòu)未形成區(qū)域。
[0043] 另一方面，在所得的柱結(jié)構(gòu)未形成區(qū)域，可以抑制氧阻聚的影響，有效地形成第2 柱結(jié)構(gòu)區(qū)域。
【附圖說(shuō)明】
[0044] [圖1]圖l(a)_(b)是為了說(shuō)明膜內(nèi)具有柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜的概略而提供的圖。
[0045] [圖2]圖2(a)_(b)是為了說(shuō)明膜內(nèi)具有柱結(jié)構(gòu)的光擴(kuò)散膜的入射角度依賴性、各 向同性光擴(kuò)散和開角而提供的圖。
[0046] [圖3]圖3(a)_(b)是為了說(shuō)明本發(fā)明的光擴(kuò)散膜的入射角度依賴性和開角而提 供的圖。
[0047] [圖4]圖4(a)_(c)是為了對(duì)本發(fā)明的光擴(kuò)散膜的方案進(jìn)行說(shuō)明而提供的圖。
[0048] [圖5]圖5(a)_(c)是為了說(shuō)明柱結(jié)構(gòu)區(qū)域的方案而提供的圖。
[0049] [圖6]圖6(a)_(c)是為了說(shuō)明重復(fù)柱結(jié)構(gòu)區(qū)域而提供的圖。
[0050] [圖7]圖7(a)_(c)是為了說(shuō)明本發(fā)明的制造方法的概略而提供的圖。
[0051] [圖8]圖8(a)_(d)是為了對(duì)平行光的照射進(jìn)行說(shuō)明而提供的圖。
[0052] [圖9]圖9是為了對(duì)平行光的照射角進(jìn)行說(shuō)明而提供的圖。
[0053] [圖10]圖10 (a)-(b)是實(shí)施例1的光擴(kuò)散膜的截面的示意圖和照片。
[0054] [圖11]圖11 (a)-(q)是為了說(shuō)明實(shí)施例1的光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散特性而提供的圖。
[0055] [圖12]圖12 (a)-(b)是實(shí)施例2的光擴(kuò)散膜的截面的示意圖和照片。
[0056] [圖13]圖13(a)_(v)是為了說(shuō)明實(shí)施例2的光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散特性而提供的圖。
[0057] [圖14]圖14 (a)-(b)是實(shí)施例3的光擴(kuò)散膜的截面的示意圖和照片。
[0058] [圖15]圖15(a)_(x)是為了說(shuō)明實(shí)施例3的光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散特性而提供的圖。
[0059] [圖16]圖16(a)_(b)是比較例1的光擴(kuò)散膜的截面的示意圖和照片。
[0060] [圖17]圖17(a)_(q)是為了說(shuō)明比較例1的光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散特性而提供的圖。
[0061] [圖18]圖18(a)_(b)是比較例2的光擴(kuò)散膜的截面的示意圖和照片。
[0062] [圖19]圖19(a)_(p)是為了說(shuō)明比較例2的光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散特性而提供的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0063] [第1實(shí)施方式] 本發(fā)明的第1實(shí)施方式是具有單一層的光擴(kuò)散層的光擴(kuò)散膜，該單一層的光擴(kuò)散層是 沿著膜的膜厚方向自下方依次具有使折射率相對(duì)高的多個(gè)柱狀物林立于折射率相對(duì)低的 區(qū)域中而成的第1柱結(jié)構(gòu)區(qū)域和第2柱結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0064] 以下適當(dāng)參照附圖，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施方式的光擴(kuò)散膜進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0065] 1?光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散的基本原理 首先，使用圖1-2對(duì)光擴(kuò)散膜的光擴(kuò)散的基本原理進(jìn)行說(shuō)明。
[0066] 首先，圖I(a)表示光擴(kuò)散膜10的俯視圖（平面圖），圖I(b)表示將圖I(a)所示 的光擴(kuò)散膜10沿著虛線A-A在垂直方向切斷、沿箭頭方向觀察截面時(shí)的光擴(kuò)散膜10的截 面圖。
[0067] 圖2 (a)表不光擴(kuò)散膜10的整體圖，圖2 (b)表不自X方向觀察圖2 (a)的光擴(kuò)散 膜10時(shí)的截面圖。
[0068] 如所述圖I(a)的平面圖所示，光擴(kuò)散膜10具有包含折射率相對(duì)高的柱狀物12、和 折射率相對(duì)低的區(qū)域14的柱結(jié)構(gòu)13。
[0069] 如圖I(b)的截面圖所示，在光擴(kuò)散膜10的垂直方向上，折射率相對(duì)高的柱狀物 12、和折射率相對(duì)低的區(qū)域14分別具有規(guī)定的寬度，為交互配置的狀態(tài)。
[0070] 由此可以推斷，如圖2(a)所示，入射角為光擴(kuò)散入射角度區(qū)域內(nèi)時(shí)，入射光經(jīng)光 擴(kuò)散膜10擴(kuò)散。
[0071] 即可以推斷，如圖1(b)所示，當(dāng)入射光對(duì)光擴(kuò)散膜10的入射角為相對(duì)于柱結(jié)構(gòu) 13的界面13'從平行至規(guī)定的角度范圍的值、S卩，為光擴(kuò)散入射角度區(qū)域內(nèi)的值時(shí)，入射光 (52、54)在柱結(jié)構(gòu)內(nèi)的相對(duì)高折射率的柱狀物12的內(nèi)部一邊變化方向一邊沿著膜厚方向 穿出，由此，光射出面一側(cè)的光的行進(jìn)方向變得不一致。
[0072] 結(jié)果，入射角在光擴(kuò)散角度區(qū)域內(nèi)時(shí)，入射光由光擴(kuò)散膜10擴(kuò)散，形成擴(kuò)散光 (52，、54，）。
[0073] 而入射光相對(duì)于光擴(kuò)散膜10的入射角為光擴(kuò)散入射角度區(qū)域之外時(shí)，推斷如圖 I(b